Выбор линейных размеров 4-осной цистерны для перевозки сжиженных газов

При утечке ядовитых (токсичных) газов для изоляции газа следует создать водяную завесу.

При повреждении крытого вагона или контейнера, груженых баллонами со сжатыми или сжиженными газами, их необходимо вскрыть, избегая искрообразования и пожара. Проверка исправности баллонов, наличие утечки и степень загазованности осуществляется с соблюдением предусмотренных аварийной карточкой мер безопасности. Если обнаружатся неисправные баллоны, то они должны быть удалены на расстояние не менее 100м от пути на перегоне, зданий и сооружений, по возможности погружены в емкость с раствором в соответствии с указанием аварийной карточки. Затем необходимо установить охрану и наблюдение до полного выхода газа.

Порожние цистерны из-под воспламеняющихся сжиженных газов представляют повышенную опасность, и обращение с ними должно исключать возможность повреждения котла, так как после падения избыточного давления в объеме котла может образовываться взрывоопасная смесь газа с воздухом. В условиях пожара порожние цистерны прогреваются с большой скоростью и из-за повышения давления возможны их разгерметизация или разрушение.

Аварийная карточка № 206

Номер ООН	Наименование груза	Степень токсичности	Классификационный шифр
1950	Аэрозоли, легковоспламеняющиеся	2	2316
1978	Бензин газовый, нестабильный	4	2313
1010	Бутадиен, ингибированный	4	2313
1011	Бутан	4	2313
1012	Бутилен	4	2313
1954	Винилацетилен, ингибированный	4	2313
1969	Изобутан	4	2313
1055	Изобутилен	4	2313
1978	Пропан	4	2313
1077	Пропилен	4	2313
1012	Псевдобутилен	4	2313
1965	Фракция бутан-бутиленовая	4	2313
1965	Фракция бутилен-амиленовая	4	2313

Дежурный по станции, сообщив о происшедшем диспетчеру или дежурному по отделению дороги, незамедлительно вызывает начальника станции. Начальник станции докладывает о ЧП начальнику отделения дороги, главному врачу СЭС отделения дороги, а также в местные органы власти и штаб ГОЧС района, города.

Поездной диспетчер, получив сообщение о происшествии, срочно сообщает об этом дежурному по отделению дороги, который в свою очередь, получив сообщение об аварийной ситуации докладывает, о ней начальнику отделения дороги, старшему дежурному помощнику начальника оперативно-распорядительного отдела службы движения дороги, если в зоне аварии попало большое количество опасного груза, дежурный по отделению дороги сообщает об этом в штаб ГОЧС республики, края, области, в специальные воинские подразделения.

Дежурный по отделению дороги также должен сообщить о происшествии дежурному диспетчеру оперативно-распорядительного отдела службы перевозок и дежурному помощнику военного коменданта железнодорожного участка. Дежурный диспетчер оперативно-распорядительного отдела службы перевозок докладывает в штаб ГОЧС республики, края, области. Затем дежурный по отделению дороги сообщает об аварийной ситуации ревизору по безопасности движения, начальнику отряда военизированной охраны ВОХР, начальнику грузового отдела и на ближайшие пункты дислокации военизированной охраны.

Старший дежурный помощник начальника оперативно-распорядительного отдела, получив сообщение о ЧП, незамедлительно сообщает об этом главному санитарному врачу дороги, руководству дороги, дежурному оперативно-распорядительного отдела Департамента управления перевозками МЧС РФ и в территориальную службу по организации ликвидации аварийных ситуаций с опасными грузами соответствующего ведомства.

К принятию неотложных мер по указанию маневрового диспетчера или дежурного по станции могут быть привлечены работники всех других служб, оказавшиеся вблизи места происшествия. При аварийной ситуации, представляющей угрозу поражения людей и загрязнения окружающей среды, руководитель работ совместно со специалистами санитарно-эпидемиологической станции и МЧС, а в необходимых случаях совестно с представителями органов власти, органов здравоохранения, внутренних дел, промышленных предприятий и организаций и специалистами грузоотправителя (грузополучателя) должны:

а) оценить химическую обстановку, определить границы опасной зоны, принять меры по ее ограждению и оцеплению;

б) выявить людей, подвергшихся воздействию ядовитых веществ, и организовать им оказание медицинской помощи;

в) разработать план ликвидации химического заражения, в котором (в зависимости от масштабов и характера заражения) предусматриваются следующие мероприятия:

- краткая характеристика очага поражения;

- силы и средства, привлекаемые к ликвидации последствий аварии, и порядок их использования;

- задачи отдельным, подразделениям и формирования занимающимся ликвидацией чрезвычайных ситуаций;

- очередность работ;

- способы нейтрализации;

- организация контроля за полнотой нейтрализации (дегазации) местности, объектов внешней среды, техники и транспорта;

- организация медицинского обеспечения;

- меры безопасности;

- организация управления и порядок представления донесений о ходе работ.

Общее руководство за соблюдением требований безопасности осуществляет руководитель работ по ликвидации последствий аварии. Ответственность за выполнение установленных руководителем работ совместно со специалистами грузоотправителя, санитарно-эпидемиологической станции, Гражданской обороны мер безопасности личным составом, привлеченных к этим работам подразделений, несут руководители этих подразделений.

После ряда крупных аварий с железнодорожными цистернами для сжиженных углеводородных газов, произошедших в восьмидесятых годах в России, было признано необходимым проведение комплекса научно-исследовательских работ по повышению безопасности эксплуатации таких вагонов. После анализа статистической информации об авариях и крушениях с цистернами было признано целесообразным иметь на таких вагонах технические средства защиты, обеспечивающие минимизацию ущерба при возникновении аварийной ситуации.

Для защиты торцевой зоны котла от пробоя в качестве технических средств защиты можно было использовать усовершенствованную конструкцию автосцепки с ограничителями саморасцепа и высокоэнергоемкими поглощающими аппаратами, а также специальный защитный экран.

Для защиты горловины люка-лаза и исключения повреждения арматуры были предложены варианты дуг безопасности, реализованные на этих же образцах цистерн.

Одной из сложнейших проблем для цистерн, перевозящих опасные грузы, является обеспечение пожаро- взрывобезопасности. Работы по решению этой проблемы проводятся по следующим направлениям:

- совершенствование сливо-наливной и контрольной арматуры, исключающей несанкционированную утечку продукта;

- совершенствование параметров предохранительной арматуры, обеспечивающей управляемый сброс продукта и исключающей взрыв при аварийном тепловом воздействии в очаге пожара;

- повышение времени пребывания цистерны в очаге пожара до начала сброса продукта, позволяющее повысить безопасность работников пожарных и восстановительных формирований.

В частности, котел цистерны должен иметь теплозащиту и огнезащитное покрытие и быть оборудован предохранительными клапанами с большим проходным сечением.

Применение технических средств защиты на цистернах позволяет существенно снизить вероятность возникновения аварийных ситуаций с утечкой опасных грузов.

Знание описанных выше способов экстренной локализации и ликвидации очагов химических заражений позволит руководителям планировать действия персонала в ЧС и из представленного комплекса мероприятий выбирать те, которые помогут устранить последствия аварий с наименьшими потерями и в более короткие сроки.

Задача

В Зкм от станции ночью разрушена цистерна с аммиаком в количестве 40т. Количество вылившегося вещества не установлено. Метеоусловия: температура воздуха +20°С; скорость ветра u=3м/с, направление - от цистерны на станцию; переменная облачность. Определить масштабы заражения аммиаком.

Решение. На основании допущений при оперативном прогнозировании принимаем: Q₀=40т; N_п=lч.

Степень вертикальной устойчивости атмосферы в ночное время в условиях переменной облачности и u=3м/с - инверсия.

Определяем эквивалентные количества АХОВ, перешедших в первичное (Q_э1) и вторичное (Q_э2) облака:

, (11.1)

, (11.2)

где - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ, ;

- коэффициент, учитывающий физико-химические свойства АХОВ,

;

- коэффициент, учитывающий токсичность аммиака, ;

- коэффициент, учитывающий скорость ветра, ;

- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы, при инверсии ;

- коэффициент, учитывающий время, прошедшее от начала аварии, для t=lч ;

- коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха, ;

- плотность аммиака, т/м³;

- толщина слоя аммиака, м (свободный разлив).

т

т

По таблице для u=3м/с находим глубину зон возможного заражения первичным и вторичным облаками: Г₁=0,99км; Г₂=2,65км. Общая глубина зоны заражения:

, (11.3)

где Г₁ - наибольшее из двух значений Г₁ и Г₂;

Г₂ - наименьшее из двух значений Г₁ и Г₂.

км

В поражающих концентрациях: км.

Определяем время поражающего действия аммиака (оно же время испарения аммиака с площади разлива):

, (11.4)

ч

Время подхода облака зараженного воздуха к объекту:

, (11.5)

где х - расстояние от места аварии до объекта, х=3км;

v - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха,

v=16км/ч;

.

Площадь зоны возможного поражения:

, (11.6)

где - угловой размер площади зоны возможного заражения в зависимости от скорости ветра, ;

км².

Площадь зоны фактического заражения:

, (11.7)

где - коэффициент, учитывающий влияние степени вертикальной устойчивости атмосферы, при инверсии ;

км².

Предел допустимой концентрации аммиака 20мг/м³.

Концентрация аммиака в зоне фактического заражения 1,00625мг/м³.

Выводы из оценки химической обстановки.

1. При данных метеоусловиях облако аммиака может достичь станции в пороговых концентрациях и не достигнет в поражающих концентрациях. Большая опасность угрожает персоналу железнодорожной станции.

2. Авария с выбросом аммиака имеет быстротечный характер (быстрое перемещение зараженного облака, быстрое испарение разлившегося аммиака).

3. В этих условиях особое значение приобретает быстрое оповещение персонала станции и населения, а также заблаговременная разработка необходимых мер их защиты.

11.2 Охрана труда при сварочных работах

Электрическая сварка котла цистерны характеризуется высокой концентрацией теплового потока (более 30 кал/г на 1 мм² площади дугового пятна). Имеет место быстрый переход свариваемого металла и сварочных материалов из твердого в жидкое состояние. Процесс носит взрывной характер и проходит при очень высоких температурах (несколько тысяч градусов в зоне дуги).

При электросварке организм человека может подвергаться воздействию следующих видов энергии:

- электрической;

- электромагнитной;

- механической.

Каждая из указанных составляющих представляет опасность для человека.

Сварочные работы на машиностроительных заводах производятся главным образом в сборочно-сварочных цехах или отделениях. Возникающие в процессе сварки вредные факторы могут стать причиной травм (поражение электрическим током, ожоги брызгами расплавленного металла и др.) и профессиональных заболеваний (электроофтальмия, пневмокониозы, интоксикация марганцем...).

При ручной электродуговой сварке в процессе работы сварщик имеет дело с электроустановками - сварочными агрегатами и подвижными трансформаторами, а также с различным электрооборудованием. В связи с этим возникает опасность поражения электрическим током.

При сварке дугой переменного тока рабочее напряжение, подводимое от сварочного трансформатора к изделию, не должно превышать 70 В. Все корпуса сварочных установок, генераторов, электродвигателей должны быть заземлены. Сварочные агрегаты, машины и трансформаторы снабжают кожухом для защиты токоведущих частей первичной цепи. Кожухи должны быть надежно закреплены. Вторичную обмотку трансформатора для снижения опасности перехода на нее первичного напряжения при пробое следует надежно заземлять вместе с металлическим кожухом.

Напряжение холостого хода источника питания постоянного и, особенно, переменного тока, представляет опасность в тех случаях, когда сварщик соприкасается с большими металлическими поверхностями, поэтому при работе в особо опасных условиях, например при сварке внутри металлической емкости (котла цистерны), во избежание длительного воздействия напряжения холостого хода, электросварочные установки должны иметь блокировку, при которой автоматически происходит включение сварочной цепи при соприкосновении электрода со свариваемым изделием и автоматическое отключение при холостом ходе. При работе внутри котла обеспечивается полная электробезопасность сварщика.

Схема блокировки представлена на рис. 11.2. Откуда видно, что как только сварщик перед началом работы прикоснется электродом к свариваемым деталям, цепь вспомогательного трансформатора, рассчитанная на напряжение 12-24В, оказывается замкнутой. В результате этого катушка контактора возбуждается и замыкает контакты К1 и К2, включает первичную обмотку сварочного трансформатора и, одновременно с этим размыкает контакты КЗ. При этом катушка конденсатора окажется включенной параллельно дросселю.

Сварочный ток, проходя через дроссель, вызывает на нем падение напряжения, которое питает катушку контактора. При окончании работы или смене электрода дуга обрывается, напряжение на дросселе падает до нуля и катушка контактора, теряя питание, размыкает с помощью контактов К2 первичную цепь сварочного трансформатора и этим отключает его от сети. Одновременно происходит размыкание контактов К1 и замыкание КЗ. Помимо электробезопасности, такое решение имеет большое экономическое значение, т.к снижается время холостого хода и тем самым сокращаются потери от холостого хода, повышается коэффициент мощности машины.

Схема замкнутого заземления



Схема зануления

Рис. 11.2 Схема автоматического отключения трансформатора

Сварка внутри емкостей характеризуется быстрым образованием высоких концентраций газов и аэрозоля в зоне дыхания, а также неблагоприятными метеорологическими условиями, поэтому требует специальных санитарно -технических мероприятий. Условия работы при сварке внутри цистерн усугубляются повышенным тепловым излучением и неудобным положением тела сварщика. Исследованиями Института гигиены и трудозаболеваний установлено, что температура воздуха в замкнутых пространствах небольших объемов повышалась за 30 минут работы на 6-10 ⁰С, а интенсивность теплового излучения на уровне лица сварщика 300 -450 ккал/м²*ч. По санитарным нормам СН 245-71 при облучении более 300 ккал/м²*ч для создания нормальных условий труда, необходимо применить воздушное дутирование рабочего места.

В соответствии с «Санитарными правилами при сварке, наплавке и резке металлов» №1009-73 подвижность подаваемого в замкнутые объемы воздуха должна быть 0,7-2 м/с, чтобы исключить возможность простудных заболеваний сварщиков. Температура подаваемого воздуха в холодный период года должна быть не ниже 20 ⁰С.

В соответствии с «Правилами техники безопасности и производственной санитарии при электросварочных работах» сварка внутри замкнутых пространств без вентиляции не допускается.

Перед сваркой цистерн должны быть проведены: очистка, промывка и вентилирование их.

В цехах, где производится сварка внутри цистерн, необходимо устройство обще обменной и местной вентиляции. В ряде случаев необходимо применить индивидуальные средства защиты органов дыхания.

Вентилирование замкнутых пространств можно осуществить по следующим принципиальным схемам:

1) создания организованного обмена воздуха в емкости: механическая подача чистого наружного воздуха в емкость; механическое удаление воздуха из нее; совместное действие притока и вытяжки;

2) удаление загрязненного воздуха непосредственно вблизи электросварочной дуги;

3) вентилирование только зоны дыхания сварщика (путем подачи чистого воздуха под маску или под щиток).

Характерной особенностью вентилирования емкостей является необходимость применения в большинстве случаев гибких шлангов и вентиляторов высокого давления.

При вентилировании емкости приточной струей от стационарной вентиляционной установки в емкость подается чистый (наружный) подогретый в холодное время воздух. Цистерну следует при этом способе устанавливать на фиксированных местах. Можно применять и гибкие шланги больших диаметров (~200-300мм) при наличии в торцевой части резервуара готового фланца. При определении объема подаваемого воздуха важно, чтобы скорость воздуха на рабочем месте была 0,7-2,0 м/с при ручной сварке, а при сварке в среде защитных газов в пределах, указанных соответствующими нормами.

Подаваемая струя чистого воздуха должна иметь направление от сварщика к дуге с тем, чтобы вредные выделения не попадали в зону дыхания.

Недостаток рассматриваемой схемы заключается в том, что загрязненный воздух выбрасывается в цех и должен удаляться обще обменной вентиляцией.

Этого можно избежать, если устраивать одновременно удаление загрязненного воздуха из емкости со стороны, противоположной притоку воздуха, с помощью вытяжной вентиляции.

Устройство одной вытяжки из емкости (с выбросом вне цеха) обладает тем недостатком, что в емкость поступает воздух из цеха уже частично загрязненного. Рекомендуемый объем удаляемого воздуха на один пост 2000м³/ч. При таком способе вентиляции создаются меньшие скорости воздуха, чем при подаче приточной струи, но воздух в холодный период не нагревается от температуры цеха (16-18°) до рекомендуемой для подачи в емкости (не ниже 20°).

При сварке емкостей на нестационарных местах, когда невозможно устройство описанных выше систем, применяются передвижные агрегаты.

Передвижные агрегаты передают из цеха в емкость уже частично загрязненный воздух, а отработанный воздух с высоким содержанием аэрозоля и газов поступает обратно в помещение.

Для удаления загрязненного воздуха непосредственно от сварочной дуги разработана воздушная установка с малогабаритными размерами переносных местных отсосов. Удаление пыли и газа осуществляется непосредственно от сварочной дуги малогабаритными пылегазоприемниками с гибкими облегченными шлангами небольшого диаметра.

В качестве побудителей движения воздуха, могут быть использованы:

А) в системах большой протяженностью - различные вакуум насосы, при малом числе постов сварки следует применять водокольцевые вакуум насосы типа РМК или ВВН при большом - многоступенчатые центробежные машины марок ТВ - 50-1,5, ТВ - 70-1,6 и ТВ - 175-1,6, создающие разряжение 2500 -3000 мм вод ст.

Б) в системах с малой протяженностью фронта работ (до 6-8м) могут быть использованы вентиляторы высокого давления, создающие разряжение 1500 мм вод ст.

К побудителю подводится коллектор герметичная тонкостенная, стальная труба, проложенная вдоль возможного фронта элекро-сварочных работ. Длина коллектора может быть 100м и более. К коллектору приваривают штуцера для подключения переносных шлангов. Все штуцера снабжают заглушками для герметичного перекрывания.

В высоковакуумных установках используют специальные резинотканевые шланги облегченной конструкции. На входе воздуха в шланги устанавливают малогабаритные переносные пылегазоприемники с пневматическими присосами - держателями.

Действие пневматического присоса основано на использовании разряжения, создаваемого побудителем тяги. Необходимое для удержания приемника и шланга разряжение в присосе обеспечивается путем местного повышения величины разряжения с помощью вмонтированного в шланге диффузорного пережима, суженое сечение которого сообщается полой втулкой с полостью резиновой полусферы. Крепление присоса осуществляется автоматически при соприкосновении с поверхностью за счет быстрого возникновения вакуума.

Отрыв присоса производится сжатием пальцами краев полусферы. Перестановка присоса осуществляется, как правило, при каждой смене электродов. При правильной эксплуатации таких местных отсосов обеспечивается необходимый санитарно-гигиенический эффект. Концентрация пыли и газов в зоне дыхания сварщика снижается до уровня, близкого предельно допустимой концентрации. Такой эффект достигается при удалении воздуха от одного сварочного поста 100-150 м³/ч.

При ручной сварке конструкций на нестационарных местах могут быть использованы постоянно перемещаемые приемники вытяжной вентиляции, прикрепленные шарнирами к ручкам защитных щитков. Шарнирные соединения позволяют изменить угол поворота патрубка приемника, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

При сварке внутри цилиндрических плоскостей, осуществляемой на кантователях, т. е выполняемой только в нижнем положении, может быть использован, только передвижной пылегазоприемник, который передвигается на роликах по мере вращения свариваемого цилиндра. Для обеспечения нужного гигиенического эффекта через такой приемник нужно удалять 250м³/ч воздуха.

Требуемый воздухообмен при выделении в помещение вредных веществ (газов, паров и пыли) определяется по формуле:

, (11.8)

где К_д - предельно допустимая концентрация выделяемых вредностей в помещение Кд = 6 для электродов Э46А марки УОНИ-13/55 по ГОСТ 12.1.005-88;

К_п - концентрация вредностей в приточном воздухе, принимаем Кп = 0;

К_в - количество вредностей, выделяющихся в помещение в течении часа, мг/ч.

, (11.9)

где Q_п - среднее отношение веса пыли, выделяемой в окружающее пространство к весу расходных электродов, принимаем:

Q_п = 0,01 при автоматической сварке;

Q_п = 0,04 при ручной сварке;

Ф_н - годовой действительный фонд рабочего времени.

G_э - годовое потребление проволоки и электродов для электросварки, кг;

, (11.10)

где П - годовая программа;

К_э - отношение массы электродного покрытия к массе электродной проволоки, принимаем К_э = 0,25 - 0,4 при автоматической сварке с флюсом;

К_п -- коэффициент перехода в шов;

G_н - масса потребляемого металла на одно изделие, кг.

, (11.11)

где g - масса наплавляемого металла на один метр;

t - длина всех швов на котле, м.

При автоматической сварке длина швов равна 130 м, а при ручной -- 85 м. Определяем массу металла на один метр шва.

, (11.12)

где - удельный вес наплавленного металла, принимаем г/см³;

- объем наплавленного металла.

, (11.13)

где К_Ш -- катет шва, принимаем К_Ш = 8 мм.

Подставив числовые значения в формулу (11.13), получим

мм²м².

Подставив числовые значения в выражение (11.12), получим

кг/м.

Масса наплавленного металла на один метр при автоматической сварке g = 0,46 кг/м, тогда, подставив числовые значения в формулу, получим

кг,

кг.

Подставив числовые значения в формулу (11.10), получим годовое потребление проволоки

кг.

Годовое потребление электродов по формуле составит

кг.

Годовой фонд рабочего времени можно вычислить из выражения

, (11.14)

где Р₀ - коэффициент, учитывающий отдых в рабочее время;

Ф_к - годовой фонд времени работы оборудования.

, (11.15)

где t_Н - время работы в неделю, принимаем t_Н = 35 часов;

n_см - число смен, принимаем n_см = 2.

Подставив числовые значения в выражение (11.15), получим

ч.

Подставив числовые значения в формулу (11.14), получим

ч.

Подставив числовые значения в выражение (11.9), получим среднечасовое выделение пыли в цехе при автоматической сварке

мг/ч,

а при ручной сварке оно составит

мг/ч.

Общее среднечасовое выделение пыли в цехе составит Кв = 245693,7 мг/ч.

Таким образом, требуемый воздухообмен при выделении вредных газов можно подсчитать, подставив числовые значения в формулу (11.8):

м³/ч.

По каталогу выбираем вентилятор МЦ-6 с числом оборотов 965 в мин, расходом воздуха L = 40000 м³/ч. Число вентиляторов выберем из выражения

.

Мощность электродвигателя определим по формуле

, (11.16)

где L - требуемый воздухообмен при выделении вредных газов;

- расчетное сопротивление при стандартных условиях, принимаем кгс/м²;

- КПД вентилятора, принимаем ;

- КПД подачи, принимаем .

Подставив числовые значения в формулу (11.16), получим

кВт.

Таким образом, из результатов расчетов видно, что для обеспечения необходимой вентиляции при производстве котлов цистерны посредством сварочных работ, необходимо иметь как минимум один вентилятор марки МЦ-6.

Сечения и длина шлангов и коллектора определяются расчетом для каждой конкретной установки в зависимости от местных условий и типа принятого в системе вакуумного побудителя тяги.

, (11.17)

где U - скорость воздуха в рабочем сечении, принимаем 6 м/с;

F - площадь рабочего сечения, составляющая 25% от общей площади Foб (F =0,01 м²). Foб - принимаем равной 0,04 м².

м³/ч.

При этом эффект удаления воздуха от одного сварочного поста, концентрация пыли и газов в зоне дыхания сварщика снижается до уровня близкого к допустимой концентрации. При их помощи в цехе будут поддерживаться необходимые условия работы. При отсутствии местных отсосов следует применять средства индивидуальной защиты органов дыхания, особенно когда местные вытяжные устройства не могут обеспечить требуемых параметров воздушной среды. Когда концентрации газов в зоне дыхания невелики, можно применять противопылевые распираторы ТТТБ-1 «Лепесток», «Астра-2».

Когда сварщик работает в условиях высоких концентраций не только аэрозоля, но и газов, следует пользоваться шланговыми противогазами ПШ-1, ПШ-2-57, ДПА-5, АСМ с принудительной подачей воздуха. Недостатком применяемых для индивидуальной защиты органов дыхания шланговых противогазов является отсутствие устройств для подогрева воздуха, что ограничивает их использование в холодное время года и фильтров для очистки воздуха,

Установка для принудительной подачи воздуха под маску электросварщика состоит из следующих основных узлов:

- маски;

- шлангов;

- электронагревателя;

- фильтра;

- редукционной шайбы.

Воздух для установки может подаваться от вентилятора высокого давления; от заводских поршневых компрессоров или турбокомпрессоров. В случае использования вентиляторов высокого давления шланги должны быть небольшой длины (до 10м) с внутренним диаметром 20-25мм.

Сжатый воздух, подаваемый поршневыми компрессорами, обычно загрязнен продуктами смазочных масел, пылью и водяными парами. При недостаточном охлаждении поршневых компрессоров не исключена возможность присутствия в компрессорном воздухе и окиси углерода. Для очистки воздуха, поступающего от поршневых компрессоров, следует устанавливать специальный фильтр.

При работе у сварщика наблюдается увеличение объема легочной вентиляции в результате воздействия таких факторов, как вынужденное положение тела, влияние лучистого тепла, нарушение терморегуляции и защитной спецодежды. Для обеспечения нормальной легочной вентиляции, поддержание гигиенической нормы углекислого газа и относительной влажности подмазку следует подавать не менее 100 м³/ч воздуха в минуту. Для поддержания избыточного давления около 0,35 кг/см³ должно быть добавлено еще 20% воздуха, то есть 120 л/мин.

Требуемое количество воздуха проходит через редукционную шайбу с отверстием в ней 1,7мм диаметра. Перед шайбой установлена сетка для улавливания случайно попавших в сетке частиц пыли или окалины за шайбой для уплотнения - рябиновая прокладка. Сетка латунная с ячейкой размером 0,3мм в свету легко вынимается для прочистки.

Окончательную очистку воздуха проходит в фильтре и поступает в электродвигатель напряжением 36 В и мощностью 300 Вт, которая используется для подогрева воздуха в холодное время года.

Для подачи воздуха к сварщику применен автогенный шланг с внутренним диаметром 12мм. На участке от коллектора до редукционной шайбы шланг находится под давлением сети.

При подаче воздуха от вентилятора высокого давления, к которому можно подключить до пяти масок, воздухопроводом может служить облегченный пылесосный шланг диаметром 25мм длиной 2м, собранный на муфтах до требуемой длины.

От пояса до козырька установлен шланг длиной 1м из медицинской резины с внутренним диаметром 8мм. Воздух из под козырька через щель, несколько расширяемую от центра маски в стороны, равномерно направляется на переднюю ее стенку.

На передней стенке маски смонтирована на оси откидная рамка со светофильтром, имеющим снаружи защитное стекло. При поднятой рамке смотровое окно, площадью, в 4 раза превышающей габариты светофильтра, закрыто органическим стеклом, поверхностью которого для предотвращения образования царапин обработано лаком, изготовленным на основе кремнисто-органических соединений.

Электросварщик через смотровое стекло может свободно обозревать свариваемый участок, не откидывая всей маски, а благодаря наличию органического стекла и небольшого избыточного давления дышать чистым воздухом.

Чистый воздух, омывая переднюю стенку маски, на которой закреплено оргстекло, устраняет его запотевание, не охлаждая при этом кожаный покров лица.

По внутреннему периметру маски укреплена ткань (черная сарта), затягиваемая с помощью резинки по подбородку и щекам сварщика. Через этот мягкий материал избыточный воздух, включая и выдыхаемый сварщиком, свободно выходит наружу. Ткань, во избежание воспламенения от искры, обработана специальной огнеупорной пропиткой.

Кромке ткани, соприкасающейся с лицом, пристегивается заколками сменный чехол из марли. В случае перехода на новое рабочее место предусмотрен запас ткани, позволяющий полностью оттягивать маску поворотом на наголовнике.

Данная конструкция отличается незначительной концентрацией пыли, хорошим субъективным ощущением сварщика и самочувствием. Отсутствие выделение пота с кожи лица позволили применять маску с подачей воздуха при сварочных работах внутри котла цистерны.

Для защиты глаз и лица сварщиков и подсобных рабочих используются специальные щитки и маски. Для защиты глаз от ослепляющей видимой части спектра излучения, ультрафиолетовых и ультракрасных лучей в очках, щитках и масках должны примениться соответствующие конкретным условиям защитные светофильтры.

Для защиты глаз электросварщиков применяются щитки ЩЭУ универсального типа для электросварщиков. В связи с частыми профессиональными заболеваниями глаз подсобных рабочих для них применяются защитные маски МВЭ. Маска состоит из фибрового экрана, наголовника и фартука. На уровне глаз вмонтирована прямоугольная рамка с комплектом стекол: наружного бесцветного покровного и внутреннего двухцветного защитного светофильтра, позволяющего видеть при горящей и не горящей сварочной дуге. Фартук из кожевенного спилка защищает нижнюю часть лица и шею от брызг металла и излучения. Для защиты глаз крановщиков в сборочно-сварочных цехах рекомендуется применять защитные очки «Восход».

Для защиты головы электросварщиков следует обеспечивать защитными касками из токонепроводимых материалов.

Электросварщикам должны выдаваться защитные костюмы, рукавицы, спецобувь. Спецодежда должна быть прочной, огнестойкой, легкой, воздухопроницаемой, не электропроводимой, с малой усадкой. При повышении опасности поражения электрическим током сварщикам должны выдаваться диэлектрические перчатки, галоши и коврики. При плазменной обработке, потолочной сварке, работе в холодных условиях сварщикам выдают нарукавники, наколенники, подлокотники из огнестойких или теплозащитных материалов. Для защиты на сварщиков и подсобных рабочих от травм и ожогов применяют специальные ботинки с носками, защищенными металлическими пластинками, и боковой застежкой, исключающей попадание искр и капель расплавленного металла.

12. Определение экономического эффекта спроектированной цистерны

С созданием и использованием новой техники всегда связаны те или иные капитальные затраты. Заменять существующую технику более совершенной по техническим и эксплуатационным параметрам экономически целесообразно лишь тогда, когда рассматриваемый вариант обеспечивает максимальный экономический эффект по сравнению с альтернативным, либо при условии тождества полезного результата характеризуется минимальными затратами на его достижение.

Совершенствование эксплуатационной работы железных дорог, повышение её эффективности имеют важное значение для снижения транспортных затрат в народном хозяйстве. Исходные данные для расчета приведены в таблице 12.1.

Таблица 12.1 Исходные данные

Наименование показателя	Условное обозначение	Единица измерения	Величина по варианту
			базовому	проектируемому
1	2	3	4	5
Тара вагона	Т	т/ваг	35,9	33,6
Грузоподъёмность	Р	т/ваг	44	54,4
Длина вагона по осям сцепления	LСЦ	м	12,02	14,0
Удельный объём котла	Vуд.кот	м3/т	1,68	1,60
Удельные объёмы грузов 1-го 2-го 3-го	Vгрi	м3/т	1,96 1,66 1,60	1,96 1,66 1,60
Срок службы вагона	ТСЛ	лет	40	40
Оптовая цена вагона	Цваг	руб/ваг	2352000	2210013,8

Метод расходных ставок

Готовые текущие издержки при использовании базовых и проектируемых цистерн для перевозки сжиженных газов определяются методом расходных ставок. Согласно этого метода необходимо определить величину эксплуатационных расходов на перевозку 1000км нетто как для базового, так и для проектируемого вагонов.

Для груженых поездов

1. Затраты вагоно-километров:

, (12.1)

где - динамическая нагрузка гружёного вагона, т/ваг.

, (12.2)

где - доля каждого вида груза в общем объёме перевозок в исследуемых цистернах;

- дальность перевозки или гружёный рейс (км) i-го типа груза, можно принять в расчётах 1700км для всех наименований перевозимых грузов.

Статическая нагрузка вагона зависит от удельного объёма котла цистерны и удельного объёма груза перевозимого в цистернах и составляет:

, (12.3)

где - удельный объём котла цистерны, т/м³;

Р - грузоподъёмность;

- - удельный объём i-го груза, т/м³.

2. Затраты вагоно-часов:

, (12.4)

1) при прохождении вагонов по участкам:

, (12.5)

где - участковая скорость поездов, км/ч.

2) во время простоя под начальными и конечными грузовыми операциями:

, (12.6)

где - дальность перевозок по сети, км.

3) во время простоя вагона на технических станциях с переработкой и без переработки:

. (12.7)

3. Затраты локомотиво-километров:

, (12.8)

где - масса брутто грузового вагона;

, (12.9)

здесь - погонная нагрузка брутто, т/км;

50м - длина станционных путей для установки локомотива.

4. Затраты локомотиво-часов:

, (12.10)

5. Затраты бригадо-часов локомотивных бригад:

, (12.11)

6. Затраты тонно-километров вагонов и локомотивов:

. (12.12)

7. Затраты электроэнергии на 1000 ткм нетто перевозок:

, (12.13)

где - расход электроэнергии для тяги гружёных поездов 10000 ткм брутто рассчитывается по удельному расходу электроэнергии на 1 ткм механической работы локомотива, которые принимаем с учётом фактического КПД локомотивов на уровне 4 кВт.ч., т.е.:

, (12.14)

здесь - затрата ткм механической работы локомотива на 1 ткм брутто;

, (12.15)

где - основное удельное сопротивление движению состава, локомотива, кг/т;

, (12.16)

, (12.17)

здесь - осевая нагрузка вагона брутто, т/ось;

- количество осей в вагоне, ;

- ходовая скорость движения грузовых поездов на однопутных участках с электрической тягой на переменном токе, характеризующихся заданным типом профиля.

, (12.18)

где ,

здесь N - мощность локомотива, равная 6240 кВт, для электровоза ВЛ80. 8. Затраты маневровых локомотиво-часов:

, (12.19)

9. Количество грузовых отправок:

, (12.20)

где - масса грузовой отправки, принимаем равной массе поезда нетто;

, (12.21)

где - погонная нагрузка нетто, т/м.

, (12.22)

Для порожних поездов

1. Затраты вагоно-километров:

, (12.23)

2. Затраты вагоно-часов:

, (12.24)

1) при прохождении вагонов по участкам:

, (12.25)

2) во время простоя вагона на технических станциях с переработкой и без переработки:

. (12.26)

3. Затраты локомотиво-километров:

, (12.27)

где - число цистерн в порожнем составе;

. (12.28)

4. Затраты локомотиво-часов:

. (12.29)

5. Затраты бригадо-часов локомотивных бригад:

. (12.30)

6. Затраты тонно-километров вагонов и локомотивов:

. (12.31)

7. Затраты электроэнергии на 1000 ткм нетто перевозок:

. (12.32)

где кВт на 10000 ткм брутто.

8. Затраты маневровых локомотиво-часов:

, (12.33)

Расходы на 1000 ткм нетто по каждому калькуляционному измерителю получают перемножением соответствующей расходной ставки на затрату измерителя для выполнения 1000 ткм перевозок.

Проссумировав по каждому варианту эксплутационные расходы на гружённые и порожние поезда, получаем величину зависящих расходов на 1000 ткм нетто. Условно - постоянные расходы можно принять в размере 100% к зависящим расходам базового варианта. Полная себестоимость 8П0Л определяется как сумма зависящих расходов и условно постоянных расходов, включаемых в себестоимость 1000 ткм нетто отдельно по каждому варианту.

Результаты расчётов для базовой и проектируемой цистерны сведены в таблицу 12.2.

Определяем годовую производительность вагона рабочего парка (базового и проектируемого).

, (12.34)

где - среднесуточная производительность вагона рабочего парка.

, (12.35)

где - среднесуточный пробег вагона, км.

Подставив числовые значения в формулы (12.34) и (12.35) получаем

ткм/ваг,

ткм/ваг.

Определяем коэффициент повышения производительности - К.

, (12.36)

Подставив числовые значения в формулы (12.36) получаем

.

Найдём стоимость проектируемой цистерны, зная стоимость базовой, стоимость их унифицированных частей и вес этих самых унифицированных частей.

р.; р.; т.

Находим тару котла базовой цистерны:

, (12.37)

т.

Находим стоимость котла базовой цистерны:

, (12.38)

р.

Определяем стоимость 1-ой тонны металлоконструкции:

, (12.39)

р.

Определяем стоимость проектируемой цистерны:

, (12.40)

р.

Определим капиталовложения на строительство новой цистерны:

, (12.41)

р.

Определим чистые денежные потоки (ЧДП) от использования проектируемой цистерны, связанные с сокращением эксплуатационных затрат:

, (12.42)

где - итоговые расходы на 1000 ткм нетто по базовой и проектируемой цистернам соответственно;

- налог на прибыль, ;

- дополнительные амортизационные отчисления;

, (12.43)

где - период использования вагона, лет;

- дополнительный налог на имущество.

р,

, (12.44)

р,

р.

Определим чистый дисконтированный доход от эксплуатации проектируемой цистерны:

, (12.45)

р.

i=0,15.

Таким образом внедрение предлагаемой конструкции цистерны обеспечивает экономический эффект в сумме 31513,8 руб. в год., за счёт экономии эксплуатационных затрат и капитальных вложений .

Заключение

В проекте решалась задача по выбору линейных размеров 4-х осной цистерны для перевозки сжиженных газов. В результате расчётов были определены линейные размеры вагона, при которых обеспечивается получение максимальной погонной нагрузки нетто, для принятых в расчёте грузов. Определены напряжения в элементах котла от эксплуатационных нагрузок, выполнена оценка эффективности применения эластомерных поглощающих аппаратов и их расчет, оценка соответствия ходовых качеств вагона и элементов ударно-тяговых устройств требованиям «Норм», а также произведен расчёт прочности элементов ходовых частей вагона, расчёт устойчивости от выжимания вагона продольными силами и от опрокидывания наружу кривой.

Экономический эффект за счёт снижения эксплутационных расходов и единовременных затрат.

В данном дипломном проекте также отражены мероприятия по охране труда, при сварочных работах, а также приведены классификация и меры по ликвидации аварийных ситуаций с опасными грузами.

Список использованной литературы

1. Конструирование и расчет вагонов. Лукин В.В., Шадур Л.А., Котуранов В.Н., Хохлов А.А., Анисимов П.С., М.: УМК МПС России, 2000.

2. Основы проектирования грузовых вагонов. Методические указания. Жданов В.Н., М: МИИТ, 2000.

3. Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов. Справочное пособие. М.: Издательство стандартов, 1993.

4. Инструкция по безопасной эксплуатации вагонов-цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов и легкого углеводородного сырья. Вагоностроительный завод «Свидница», 1989.

5. Пути повышения безопасности перевозки опасных грузов. Филиппов В.Н., 2000.

6. Автоматические тормоза подвижного состава. Крылов В.И., Крылов В.В., М., «Транспорт», 1977.

7. Расчет экономического эффекта. Методические указания. Канивец Р.Ф., Гиричева В.А., М.: МИИТ,2004.

8. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Справочная книга. Крутяков B.C., M.: Транспорт, 1987.

9. Гражданская оборона на железнодорожном транспорте. Юрпольский Ю.В.

10. Справочные материалы по оценке обстановки в чрезвычайных ситуациях. Методические указания. Ботоев Б. Б., Романов В.Г., Рубцов Б.Н., М.: МИИТ,1996.

Размещено на Allbest.ru